响应面法优化富含鸽骨钙香菇鸽肉酱工艺研究

高昕悦,茹克叶木·阿不力米提,吴凡,巴吐尔·阿不力克木

(新疆农业大学 食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052)

随着我国社会的不断发展和人民生活水平的逐渐提高,人们越来越追求食品营养的全面性。肉制品占据了人们饮食中重要的地位,同样也是消费量最大的食品之一[1-2]。鸽肉具有高蛋白、低脂肪[3-5]的特点,而且矿物质及微量元素都高于一般的动物性食品。随着鸽肉产业经济的快速发展,市面上不断出现各类鸽肉产品,如鸽子汤[6]、五香油鸽[7]、盐焗香乳鸽[8]、鸽肉松茸羹[9]等。但鸽肉深加工利用率不高、产品种类单一、大众化产品少,因此加大鸽肉产品的开发对推动鸽肉产业的发展较为重要[10]。牛、羊、鱼、鸡肉是人们餐桌上常见的肉制品,但鸽肉产品在市面上却很少。所以,加大复合型鸽肉产品的研发是推动鸽肉产业发展的重中之重。

酱制品主要是以黄豆为原料发酵而成[11-15]。我国酱制品的文化也有几千年的历史,最早起源于周代。中式酱主要有黄豆酱、甜面酱、豆豉、豆瓣酱等多种种类。随着酱制品的增多,人们的生活水平也在不断提高,同时对酱的种类、风味有着更高的需求。近些年来,许多学者在传统豆酱的基础上添加其他原料来增加复合酱的种类,吴浩然等[16]以蟹肉和黄豆酱为原料,通过最佳工艺配方制得风味蟹肉酱;劳金娣等[17]以虾肉、牛肉、萝卜干为原料,通过正交试验得出风味最佳的萝卜牛肉虾酱;李鑫等[18]以指天椒和黄牛肉为原料,制作出味香浓郁、咸淡适中的指天椒风味牛肉酱。复合型酱制品种类随着研究的不断进行种类也不断增加,很大程度上推动了我国调味品的发展,人们可以根据自己的口味进行多样化选择。本文主要以香菇、鸽肉、豆瓣酱为主要原料,研发一种集方便、营养、健康于一体的复合型产品。该产品具有香甜、爽口、麻辣等特点，为鸽肉产品开发提供了新的方向,也为酱制品提供了新的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 原、辅料

选用重量约为240～320 g/只的白条鸽肉，香菇、葱、姜、蒜、料酒、食用油、香辛料等均购于乌鲁木齐市北园春市场。

1.1.2 药品试剂

三氯甲烷、冰乙酸：成都市科隆化学品有限公司;95%乙醇、氢氧化钠:天津市鑫铂特化工有限公司;异丙醇、乙醚:天津市致远化学试剂有限公司，所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

C21-HT2117HM电磁炉 广东美的生活电器制造有限公司；FSZF-06A脂肪仪 浙江托普仪器有限公司；DHG-9123A鼓风干燥机 上海一恒科技有限公司；CM-600D色差计 柯尼卡美能达办公系统(中国)有限公司；CR-D15油炸锅 广东东越电器有限公司；探针式食品温度计 深圳市美丽居科技有限公司；2XZ-2真空冷冻干燥机 上海豫明仪器有限公司；FW-10高速粉碎机 北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 香菇鸽肉酱制作工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 香料油制作

250 g菜籽油加热,待油热后加入17.5 g花椒、12.5 g干红辣椒、10 g八角、10 g草果、5 g白蔻、5 g 白芷、5 g香叶,熬油时间为20 min,冷却后装罐待用。

1.3.2.2 原料预处理

鸽肉于室温解冻后进行45 min煮制处理,将骨头和肉分开,鸽肉切成1.5 cm3的鸽肉粒在油炸锅中进行油炸处理(设置炸制温度为150 ℃、炸制时间为55 s);葱、姜、蒜洗净后切成小丁,香菇切成0.5 cm3小块,备用。

1.3.2.3 骨粉制作

利用超声波辅助异丙醇脱脂法进行脱脂,鼓风干燥挥发溶剂3 h，将鸽骨于-20 ℃冷冻24 h后放入超低温冰箱中-40 ℃二次冷冻4 h,真空冷冻干燥的目的是去除鸽骨中的水分便于粉碎,利用高速粉碎机粉碎鸽骨至140目无残留。

1.3.2.4 炒酱

称取一定量香料油加热后爆香葱、姜、蒜,待颜色变深停止爆炒,再放入一定量豆瓣酱熬出红油,转中火倒入干红辣椒炒软即可,随后放入香菇粒和炸制完成的鸽肉粒,熬制2 min后加白糖、酱油、味精、豆豉调味，转小火熬制15 min后加0.01%骨粉混匀。

1.3.2.5 灌装、排气、密封

将制作完成的酱倒入玻璃罐中,置于水浴锅中加热20 min进行排气、密封。

1.3.2.6 杀菌

密封完成的成品酱放入121 ℃高温高压锅中灭菌30 min。

1.3.3 单因素试验设计

根据前期预处理试验,以30 g鸽肉粒计,固定添加香料油150 g、葱5 g、蒜5 g、姜10 g、鸡精1.5 g、酱油1 g、豆豉5 g、白糖6 g、骨粉0.01%，进行单因素试验。固定各因素参数为豆瓣酱添加量50 g、干红辣椒添加量14 g、香菇添加量15 g。每个因素梯度设置为:豆瓣酱添加量40,50,60,70,80 g,干红辣椒添加量6,10,14,18,22 g,香菇添加量12,15,18,21,24 g。每次改变其中一个因素,进行单因素试验,以感官评分作为评价指标。

1.3.4 响应面试验设计

在单因素试验结果的基础上,以豆瓣酱添加量(A)、干红辣椒添加量(B)、香菇添加量(C)作为自变量,感官评分(Y1)作为响应值。响应面试验设计见表1。

表1 响应面设计因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface design

1.4 产品质量检测指标

1.4.1 感官评定

为使成品酱达到最佳的色泽、风味、组织状态及口感,根据前期预试验筛选出对成品酱影响最大的因素,分别为豆瓣酱添加量、干红辣椒添加量和香菇添加量。通过单因素试验,对香菇鸽肉酱进行感官评分。邀请10位食品专业的学生,对其色泽、风味、组织状态及口感进行评定,评分标准见表2。

表2 香菇鸽肉酱感官评分表Table 2 Sensory evaluation table of mushroom pigeon meat sauce

1.4.2 色泽测定[19]

将酱装入透明密封袋中进行色泽测定,其中L*值表示亮度值,a*值表示红度值,b*值表示黄度值,每组做3组平行试验。

1.4.3 脂肪含量测定

按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[20]中索氏提取法进行测定。

1.4.4 酸价及过氧化值的测定

取10 g样品,加入2倍的石油醚,搅拌均匀后将样品浸泡12 h,水浴锅加热至60 ℃,将装有样品和石油醚的锥形瓶放入60 ℃的水浴锅中,挥发石油醚,最后利用旋蒸仪提取油脂。按照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》[21]中冷溶剂指示剂滴定法测定样品中酸价;按照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》[22]中滴定法测定样品中过氧化值。

1.4.5 菌落总数的测定

参照国标GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[23],采用稀释平板菌落计数法测定菌落总数。

1.4.6 TVB-N 值的测定

参照国标GB 5009.228-2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[24],采用半微量定氮法测定TVB-N 值。取20 g酱,加入100 mL蒸馏水浸渍30 min后过滤取滤液10 mL,滤液尽快采用半微量定氮装置进行定氮后,立即滴定。

1.5 处理数据软件

采用SPSS和GraphPad软件进行数据分析与作图,结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 豆瓣酱添加量对香菇鸽肉酱盐含量、色泽及感官评分的影响

豆瓣酱添加量对香菇鸽肉酱盐含量、色泽及感官的影响见表3。咸味是良好味感的基础,也是增强成品酱本身味道及其强度的关键。由于咸味与鲜味在人体味觉中存在一定的对比效应,加入一定量食盐后,谷氨酸钠可以更加突出其鲜味。郫县豆瓣酱属于发酵红褐色调味料,主要含有食盐、辣椒、黄豆。由于豆瓣酱中钠含量为7 863 mg/100 g,是一种含盐量较高的调味品,因此豆瓣酱的添加量是制作香菇鸽肉酱关键的步骤之一。当豆瓣酱添加量为40,50 g时,感官评分不高,这是由于产品中盐含量较低,酱香味不够浓郁,不被消费者所接受,豆瓣酱添加量为70,80 g时,由于产品盐含量过多导致产品过咸,掩盖了肉酱本身的香味。为豆瓣酱添加量为60 g时,感官评分最高,咸味适中。

豆瓣酱的添加量也影响酱体本身的色泽。成品酱的L*亮度指数与豆瓣酱的添加量呈负相关,而a*值与豆瓣酱添加量呈正相关。豆瓣酱浸入热油后,随着熬制时间的增加,红油也不断浸出。随着豆瓣酱添加量的增加,红油不断溶出,导致L*值不断下降,a*值呈增加的趋势。综合感官评分,最终选取豆瓣酱的添加量为60 g。

表3 豆瓣酱添加量对香菇鸽肉酱盐含量、色泽及感官评分的影响Table 3 Effect of addition amount of soybean paste on salt content, color and sensory score of mushroom pigeon meat sauce

2.1.2 干红辣椒添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响

干红辣椒添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响见表4。随着干红辣椒添加量的增加,L*值和a*值呈现不断增大的趋势,这可能是由于辣椒中含有辣椒红素,辣椒浸入热油后,随着时间的增加，油会渗入辣椒内部,使辣椒表面变得光亮,干红辣椒添加量为10 g时,感官评分最高,辣味、色泽也较适中。干红辣椒主要影响香菇鸽肉酱的香味和组织状态,适当地添加干红辣椒会使酱总体黏稠度增加,提升其风味。比较干红辣椒用量10 g和14 g时的色差可知,a*值、b*值差异较小,说明干红辣椒添加量对成品酱的色泽影响不显著(P>0.05)。但当干红辣椒添加过多时,酱体颜色会加深并且会过于辛辣,不被大多数消费者所接受。最终确定干红辣椒最适添加量为10 g。

表4 干红辣椒添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响Table 4 Effect of addition amount of dried red chilli on color and sensory score of mushroom pigeon meat sauce

2.1.3 香菇添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响

香菇添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响见表5。香菇添加量为18 g时口感、色泽最佳。这可能是香菇中的挥发性风味物质可以经过加热被释放出来,如香菇中含有八碳化合物及含硫化合物,都会对成品酱起到调和与补充作用,丙酮能生成与薄荷类似的香气等[25-29]。香菇添加量为12,15 g时香菇味较淡,感官评分较低,当香菇添加量增加时,成品酱中香菇味较重。随着香菇添加量的增加色泽变深、变暗。综合感官评分,最终选取香菇的添加量为18 g。

表5 香菇添加量对香菇鸽肉酱色泽及感官评分的影响Table 5 Effect of addition amount of mushroom on color and sensory score of mushroom pigeon meat sauce

续 表

2.2 响应面结果分析

以豆瓣酱添加量(A)、干红辣椒添加量(B)、香菇添加量(C)作为自变量,以感官评分(Y1)作为响应值,对香菇鸽肉酱进行响应面优化,试验结果见表6。

感官评分：Y1=77.46-0.675 0A+1.84B-0.862 5C+1.78AB-1.43AC+0.350 0-5.33A2-4.45B2-5.16C2。

表6 香菇鸽肉酱响应面试验结果Table 6 Response surface test results of mushroom pigeon meat sauce

表7 香菇鸽肉酱方差结果分析Table 7 Analysis of variance results of mushroom pigeon meat sauce

根据以上回归方程进行方差分析。由表7可知,感官评分回归模型的F=55.48,P<0.000 1,说明模型极显著。失拟项的P>0.05,不显著。模型的决定系数(R2=0.9862)与校正系数(RAdj2=0.968 4)有着高度拟合性,模型一次项B(干红辣椒添加量)对感官评分的影响极显著(P<0.05),C(香菇添加量)对感官评分的影响显著(P<0.05);二次项A2、B2、C2对感官评分的影响均极显著(P<0.05);交互项AB影响极显著(P<0.05)，AC影响显著(P<0.05),BC影响不显著(P>0.05)。因此,各因素对香菇鸽肉酱感官评分的影响程度大小顺序为干红辣椒添加量(B)>香菇添加量(C)>豆瓣酱添加量(A)。

2.3 响应面与等高线分析

图1 豆瓣酱添加量与干红辣椒添加量交互的响应面与等高线Fig.1 Response surface and contour line of interaction between the addition amount of soybean paste and the addition amount of dried red chilli

图2 香菇添加量与豆瓣酱添加量交互的响应面与等高线Fig.2 Response surface and contour line of interaction between the addition amount of mushroom and the addition amount of soybean paste

图3 香菇添加量与干红辣椒添加量交互的响应面与等高线Fig.3 Response surface and contour line of interaction between the addition amount of mushroom and the addition amount of dried red chilli

为研究影响香菇鸽肉酱感官评分各因素之间的交互作用，由图1～图3中可知,响应面图可直观看出各因素之间的显著性，根据方差分析结果及响应面图可知，等高线为椭圆形表明因素间交互作用显著,为圆形则表明交互作用不显著。豆瓣酱添加量、干红辣椒添加量、香菇添加量对香菇鸽肉酱的感官评分存在影响,影响大小为干红辣椒添加量(B)>香菇添加量(C)>豆瓣酱添加量(A)。

由表7和图1可知,B(干红辣椒添加量)和A(豆瓣酱添加量)在0水平时交互作用较为明显,对香菇鸽肉酱的感官评分具有显著性影响(P<0.05),当豆瓣酱添加量一定时,可以明显看出随着干红辣椒添加量的不断增加感官评分呈现上升趋势。干红辣椒添加量在9.5～10 g之间时,感官评分达到最大。相反,干红辣椒添加量不变时,香菇鸽肉酱的感官评分随着豆瓣酱添加量的增加而升高,达到一定量 后,感官评分开始下降。

由表7和图2可知,豆瓣酱添加量与香菇添加量对感官评分的影响次之,C(香菇添加量)和A(豆瓣酱添加量)在0水平时交互作用较为明显,说明豆瓣酱添加量和香菇添加量之间交互作用具有显著影响(P<0.05)。当豆瓣酱添加量一定时,感官评分随着香菇添加量的增加而增加,当豆瓣酱添加量在55～65 g之间时,感官评分达到最大值。

图1和图2中各因素之间等高线呈椭圆形,图3中呈圆形,因此豆瓣酱添加量与干红辣椒添加量影响极显著,香菇添加量与豆瓣酱添加量影响显著,香菇添加量与干红辣椒添加量影响不显著,这一结果与表7一致。

3 验证试验

以最大感官评分建立回归模型,得到富含鸽骨钙香菇鸽肉酱的最佳配方参数:豆瓣酱添加量为59.79 g,干红辣椒添加量为10.20 g,香菇添加量为17.93 g,通过Design Expert软件预测的感官评分为77.68。结合试验中实际情况,调整最佳参数:黄豆酱添加量为60 g,干红辣椒添加量为10 g,香菇添加量为18 g。为了验证最终模型的可靠性,以调整后的最佳参数进行验证试验。结果得出特色香菇鸽肉酱中感官评分实际值为78.16,相对误差为0.61%。通过该响应面设计出的特色香菇鸽肉酱香味浓郁,具有一定的实践指导意义。

4 成品酱指标检测

香菇鸽肉酱指标检测见表8。

表8 香菇鸽肉酱指标检测Table 8 Index determination of mushroom pigeon meat sauce

续 表

5 结论

本试验主要以鸽肉、香菇和豆瓣酱为原料,通过单因素试验研究不同豆瓣酱添加量、干红辣椒添加量和香菇添加量对产品色泽、感官评分的影响,通过响应面试验进行优化,得到最优配方,开发一种食用方式多样、便于携带、营养价值丰富、酱香味浓郁的复合型富含鸽骨钙的香菇鸽肉酱产品。结果显示:干红辣椒添加量对特色香菇鸽肉酱的感官评分影响最大,3个因素对鸽肉酱感官评分的影响顺序为干红辣椒添加量(B)>香菇添加量(C)>豆瓣酱添加量(A),确定最佳干红辣椒添加量为10.20 g,香菇添加量为17.93 g,豆瓣酱添加量为59.79 g,在此条件下预测感官评分为77.68,实际感官评分为78.16,两者相差较小,制作出的特色香菇鸽肉酱香味浓郁。